Faculté des sciences

Computer architecture : from the orthogonal valuation of names up to structuring the N-stream

Lafitte, Jean-Louis ; Héritier, Charles-André (Dir.) ; Chopard, Bastien (Codir.)

Thèse de doctorat : Université de Genève, 2002 ; Sc. 3420.

Starting with computer organization, as pointed out by Flynn under the form of two streams (instructions stream xI, data stream yD), the author introduces a third stream, the Names stream zN. Generalizing Flynn in that way leads to a much wider and deeper taxomnomy. In a second step, starting from concrete situation in modern computers where data are rarely accessed in memory directly through one... More

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    Résumé
    Partant des caractéristiques de l'ordinateur relevées par Flynn où deux flux fondamentaux sont reconnus (flux d'instructions "xl", flux de données "yD"), l'auteur introduit un troisième flux, celui des noms décrits par "zN". Cette généralisation de Flynn conduit à une taxonomie nettement plus vaste. Puis partant de la constatation que dans les systèmes modernes, les données ne sont généralement pas accédées directement en mémoire au travers d'une simple adresse, mais au travers d'une transformation impliquant plusieurs niveaux d'indirection, l'auteur propose de généraliser ce concept de nom, un troisième flux sur lequel un mapping généralisé est appliqué. Les conséquences de cette généralisation dans différents domaines sont ensuite examinés et le schéma hardware d'un processeur capable d'effectuer ce mapping généralisé est proposé. Différents exemples d'application de ce processus auxiliaire sont analysés et évalués. Un exemple concret est réalisé sur une machine parallèle, les mesures effectuées montrent un speed-up allant de 19% à 78%.
    Summary
    Starting with computer organization, as pointed out by Flynn under the form of two streams (instructions stream xI, data stream yD), the author introduces a third stream, the Names stream zN. Generalizing Flynn in that way leads to a much wider and deeper taxomnomy. In a second step, starting from concrete situation in modern computers where data are rarely accessed in memory directly through one address but rather through a transformation implying several levels of indirection, the author proposes to generalize such a Name concept with a third stream on which a generalized mapping is applied, e.g. the generalisation of Goldberg Hardware Virtualizer, nowadays known as the Virtualization Engine. Consequences of such a generalization in different domains are then analyzed and the hardware schema for an engine able to generalize such a mapping is proposed. Several examples of using this auxiliary processor are valuated along with a concrete case on a parallel machine, actual measurements of which showed speed-up between 19% and 78%.